Генератор Т-лучей заработал при комнатной температуре

Физики создали источник когерентного электромагнитного излучения терагерцевого диапазона, работающий при комнатной температуре, сообщает в своем пресс-релизе Гарвардский университет со ссылкой на статью в журнале Applied Physics Letters.

К терагерцевым волнам (Т-лучам) обычно относят часть электромагнитного спектра примерно от 0,1 терагерца до 10 терагерц. Т-лучи легко проникают сквозь бумагу, одежду, картон, пластмассу и многие другие материалы. Они могут применяться для обнаружения скрытого оружия или взрывчатки, диагностирования опухолей, поиска дефектов и трещин в материалах.

Изготовить лазер, излучающий в терагерцевом диапазоне, достаточно сложно (в природе пригодных для это материалов не существует), поэтому широкого практического применения Т-лучи пока не получили.

Исследователи из Гарвардского университета под руководством Федерико Капассо и Михаила Белкина (выпускника МФТИ) изготовили полупроводниковый лазер, испускающий Т-лучи и притом, в отличие от существовавших ранее устройств, работающий при комнатной температуре. Мощность устройства при этом составляет несколько нановатт. Используя обычные термоэлектрические охладители, можно довести ее до нескольких милливатт.

Основой устройства является квантовый каскадный лазер (Quantum Cascade Laser, QCL), излучающий в среднем инфракрасном диапазоне на двух частотах одновременно. Терагерцевое излучение (пят ТГц) возникает за счет генерации разностной частоты.

Отметим, что совсем недавно другая группа исследователей обнаружила, что белок бактериородопсин, в котором происходит перенос протонов и электронов, может излучать в терагерцевом диапазоне.

Глобальное потепление уменьшит количество ураганов

Новая компьютерная модель показывает, что глобальное потепление не является причиной роста числа ураганов в последнее время. Более того, этот рост в обозримом будущем прекратится, сообщает коллектив исследователей под руководством Томаса Кнутсона (Thomas Knutson) в статье в журнале Nature Geoscience.

За последние 25 лет количество ураганов, зарождающихся в Атлантическом океане, сильно возросло. Основной причиной часто называют глобальное потепление: в частности, потому, что оно вызывает рост температуры поверхности воды.

Модель, разработанная Кнутсоном и его коллегами из Лаборатории геофизической гидрогазодинамики Национального управления океанических и атмосферных исследований США, противоречит этому распространенному мнению.

Модель группы Кнутсона с высокой точностью имитирует процессы в газе и жидкости, приводящие к формированию ураганов. Результаты тестовой работы модели хорошо совпадают с реальными данными за последние 25 лет.

Исследователи попытались использовать модель для прогнозирования будущего (исходя из предположения, что к 2100 средняя температура повысится на 2,8 градуса Цельсия, был также осуществлен контрольный запуск – без повышения температуры). Оказалось, что количество ураганов к концу столетия, несмотря на потепление, уменьшится. Сильных ураганов (скорость ветра более 180 километров в час) будет на 8 процентов меньше, ураганов (более 120 километров в час) – на 18 процентов, тропических штормов (более 65 километров в час) – на 27 процентов.

С другой стороны, возрастет интенсивность ураганов: скорость ветра увеличится на два процента (согласно более ранним исследованиям, на четыре), а количество осадков в 50-километровой зоне вокруг урагана – на 37 процентов.

Отметим, что выводы, которые делаются на основании подобных моделей, зависят от многих факторов (точность модели, достоверность исходных статистических данных) и редко могут считаться бесспорными. Сами ученые относятся к своим выводам с достаточной осторожностью и не считают их решающим доводом в споре о влиянии глобального потепления на климат.